地球生命演化史上,寒武纪大爆发后的首次全球性灭绝事件——辛斯克事件,曾因化石证据稀缺而长期笼罩在迷雾之中。近日,一项发表于国际权威期刊的研究成果,首次揭开了来自中国湖南花垣地区、距今约5.12亿年的特异埋藏化石库的面纱,为理解显生宙首次大灭绝后的深水海洋生态提供了关键线索。
在地球生命的长河中,二叠纪末与白垩纪末的灭绝事件广为人知,但寒武纪生命大爆发后不久发生的这场灾难,却因证据不足鲜被提及。约5.39亿年前,寒武纪生命大爆发在短时间内催生了几乎所有现代动物门类的祖先,海洋从微生物主导的静谧世界转变为动物纵横的生机乐园。然而,这场繁荣仅持续约两千万年,约5.13亿年前,辛斯克事件突然降临,属级生物灭绝率高达41%至49%,其严重程度仅次于二叠纪末大灭绝,与历史上的“五次大灭绝”同属一个量级。
长期以来,科学家对辛斯克事件的认知主要依赖浅海生态系统的化石记录,如古杯动物、小壳化石和三叶虫等。但这些骨骼化生物仅占海洋动物群落的一小部分,且大灭绝后的关键时段全球缺乏能完整保存软躯体动物的化石库,导致对这场灭绝的性质、范围及其对生命演化轨迹的影响知之甚少。
转机出现在湖南湘西的群山之中。2020年,花垣县石栏镇磨子村修建机耕道时,一片灰色泥页岩剖面显露。这些细腻的岩石是保存软躯体化石的理想介质,湖南省博物馆的科研人员敏锐采集了首批标本,并启动了系统性发掘。经过五年研究,一个名为“花垣生物群”的远古世界逐渐清晰。
花垣生物群的发现颠覆了传统认知。研究团队采集了超过5万块化石标本,仅初步分析的8681个个体中就鉴定出153个动物物种,其中59%为新物种。其物种数量已超过著名的澄江动物群和加拿大布尔吉斯页岩生物群的主要采坑。更令人惊叹的是,这里囊括了16个门一级的动物类群,包括非两侧对称动物、原口动物和后口动物,几乎呈现了寒武纪动物多样性的完整图谱。
化石以碳质膜和黏土矿物膜的形式保存了柔软的身体组织,甚至精细的内部器官如肠道、神经索和鳃等。这里不仅有完整的奇虾等顶级捕食者,还有多种浮游被囊动物,提示5亿多年前的海洋可能已存在类似现代的“生物碳泵”,影响全球碳循环。花垣生物群中还发现了北美布尔吉斯页岩生物群的标志性分子,如马尔虫和西德尼虫,为探索早期生物的长距离扩散机制提供了新线索。
古地理重建表明,花垣生物群生活在远离海岸的外大陆架深水环境。这里并非生命的荒漠,而是一个结构复杂的生态社区,存在多级捕食食物网。通过对比浅海与深水环境的化石记录,科学家发现辛斯克事件对两者的影响截然不同:浅海生物群落物种组成剧变,而深水环境中的许多物种得以幸存。这暗示大灭绝可能由浅海大范围缺氧等环境灾难驱动,深水区则充当了生命的“避难所”。
进一步的大数据分析显示,辛斯克事件前后全球动物群落面貌存在根本性差异,寒武纪演化生物群的整体结构发生了重大“改组”。花垣生物群与北美布尔吉斯页岩生物群的紧密联系,支持了深水环境在灭绝事件中的双重角色:它不仅是生命的避难所,还可能是演化创新的摇篮和新物种向全球扩散的策源地。
这一发现填补了地球生命演化史上的关键空白,为理解早期生命灾难与复苏模式提供了新视角。当灾难席卷温暖的浅海乐园时,深邃的外海可能曾默默守护着生命的火种,并为下一次辐射积蓄力量。这些来自中国湘西的古老化石,正引领科学家重新审视5亿多年前的那场浩劫,书写地球生命韧性的新篇章。














